计算机研究与发展

作者：安仲奇,杜昊,李强,霍志刚,马捷,

关键词：Memcached, 远程直接内存访问, NVMe固态硬盘, Java虚拟机, 用户级I/O,

内存对象缓存系统在通信方面受制于传统以太网的高延迟，在存储方面受限于服务器内可部署的内存规模，亟需融合新一代高性能I/O技术来提升性能、扩展容量.以广泛应用的Memcached为例，聚焦内存对象缓存系统的数据通路并基于高性能I/O对其进行通信加速与存储扩展.首先，基于日益流行的高性能远程直接内存访问(remotedirectmemoryaccess,RDMA)语义重新设计通信协议，并针对不同的Memcached操作及消息大小设计不同的策略，降低了通信延迟.其次，利用高性能NVMeSSD来扩展Memcached存储，采用日志结构管理内存与外存2级存储，并通过用户级驱动实现对SSD的直接访问，降低了软件开销.最终，实现了支持JVM环境的高性能缓存系统U2cache.U2cache通过旁路操作系统内核和JVM运行时与内存拷贝、RDMA通信、SSD访问交叠流水的方法，显著降低了数据访问开销.实验结果表明，U2cache通信延迟接近RDMA底层硬件性能；对大消息而言，相较无优化版本，性能提高超过20%；访问SSD中的数据时，相比通过内核I/O软件栈的方式，访问延迟最高降低了31%.

来源：2018年第4期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

查看计算机研究与发展杂志2018年第4期